JPS63273624A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、優れた低応力性および耐熱性を有するエポキ
シ樹脂組成物に関する。

［従来の技術およびその問題点］ 一般に、電子部品のパッケージング方法は、大別して、
気密封止（ハーメチックシール）と樹脂封止（レジンシ
ール・プラスチックパッケージング）に分けられる。気
密封止は、主としてセラミック封止が使用され、信頼性
の面では優れているが、製造コストが高くつくので、民
生用あるいは低パワーのデバイスには、生産性、経済性
の面で優れている樹脂封止が用いられている。

従来、樹脂封止には、主としてエポキシ樹脂やシリコン
樹脂が用いられてきたが、エポキシ樹脂の方が安価なた
め、封止用樹脂として多く用いられている０例えば、ト
ランスファー成形用の封止用樹脂としては、オルソクレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂とノボラック型フェノ
ール樹脂との硬化物が主流となってきている。

電子部品の封止用樹脂としては、ＩＣ，ＬＳＩの採用に
よって、これらの機器の小型化、高性能化を図るために
、成形性、耐熱性９機械的強度。

電気絶縁性、誘電特性、耐湿性等に優れているものが求
められている。特に、樹脂封止の場合、半・導体チップ
、コネクタ線およびリード部と封止用樹脂とが直接接触
する界面に、樹脂と金属の接着界面が形成され、直接的
な相互作用をすることになる。そのため、封止用樹脂は
、半導体封止部品の動作特性や信頼性に直接影響を与え
る。

例えば、封止用樹脂と金属との熱膨張係数の違いによっ
てデバイスにストレスがかかり、故障の原因となったり
、封止用樹脂とリード線との接着不足や封止用樹脂の透
湿性のため、配線間の電流のリークや金属材料の腐食の
原因となっている。

更に、最近の半導体素子は益々高集積化が進行しており
、これに応じて封止用樹脂には、樹脂封止されたデバイ
スの特性低下を防止するために、低弾性率である、熱膨
張係数が小さく、熱衝撃によってクラックを発生しない
、リード線との接着が良好である、水蒸気透過性が小さ
い、＃熱性が良好である、及び不純物を含まない等の特
性が必要となってきている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、優れた低応力性を示し、かつガラス転移温度
を低下させることなく、また耐熱性にも優れており、半
導体装置やその他の電子回路部品の封止用樹脂として使
用されるエポキシ樹脂組成物を提供することにある。

上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、ａ）多官能エ
ポキシ樹脂 ｂ）エポキシ樹脂の硬化剤 Ｃ）硬化促進剤 ｄ）無機質充填剤 ｅ）末端に官能基を有するポリイソプレンの水添物また
は、末端に官能基を有するイソプレン／スチレン共重合
体の水添物 からなることを特徴とするエポキシ樹脂組成物を見い出
すに至った。

本発明に使用される、 ａ）多官能エポキシ樹脂としては、特に限定されず、通
常知られている多官能エポキシ化合物、例えば、ノボラ
ック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
、脂環式エポキシ樹脂、−グリシジルエステル系エポキ
シ樹脂、線状、脂肪族エポキシ樹脂等が挙げられる。上
記エポキシ樹脂は、単独で用いても良く、また２種以上
の混合系にして用いても良い、上記エポキシ樹脂の中で
も電気特性、耐熱性等の面からノボラック型エポキシ樹
脂が好ましい、ノボラック型エポキシ樹脂としては、ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂およびフェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂を挙げることができる。

ｂ）エポキシ樹脂の硬化剤としては、例えば、フェノー
ル樹脂や多価フェノール化合物、Ｓ無水物類、アミン類
、ポリサルファイド樹脂等が挙げられる。具体的には、
フェノール樹脂や多価フェノール化合物の例としては、
フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂
等のノボラック型樹脂、またレゾール型フェノール樹脂
、ビスフェ／−ルＡ等が挙げられる。また、酸無水物類
の例としては、無水フタル酸、無水ピロメリット酸、テ
トラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等
が挙げられる。また、アミン類の例としては、ジエチル
アミノプロビルアミン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、
ｍ−キシレンジアミン等が挙げられる。これらの硬化剤
は、単独で用いても良く、また２種以上併用しても良い
、上記の硬化剤のうちノボラック型樹脂が最も好ましい
。

上記硬化剤の量は、前記エポキシ樹脂を硬化させうるに
十分な量であれば良く、硬化剤の種類によっても異なる
が、前記エポキシ樹脂の１エポキシ当量当たり、通常０
．４〜２．０当量、好ましくは０．６〜１．５当量であ
る。具体的には、前記エポキシ樹脂Ｍ脂の１エポキシ当
量に対して、ノボラック型樹脂を用いる場合には、通常
０．５〜２．０当量、好ましくは０．８〜１．５出量、
敢無水物類を用いる場合には、通常０．４〜１．２当量
、好ましくは０．６〜１．０当量、アミン類を用いる場
合には、通常０．５〜２．０当量、好ましくは０．８〜
１．５当量とされる。

Ｃ）硬化促進剤としては、２−エチル−４−メチルイミ
ダゾール、２−メチルイミダゾール。

２−フェニルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾー
ル等のイミダゾール類、２−（ジメチルアミノメチル）
フェノール、　　２，４．８−トリス（ジメチルアミノ
メチル）フェノール、ベンジルジメチルアミン等の第３
級アミン、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフ
ィン、メチルジフェニルホスフィン、トリシクロヘキシ
ルホスフィン等の有機ホスフィン類、　１．８−ジアザ
ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７，１，８−ジア
ザビシクロ（７，２，０）ウンデセン−８，１，８−ジ
アザビシクロ（７，５，０）テトラデセン−８，１，５
−ジアザビシクロ（４，３，０）ノネン−５，１，５−
ジアザビシクロ（４，２，０）オクテン−５等のジアザ
ビシクロアルケン類、またはこれらのフェノール塩、ギ
醜塩、アジピン猷塩等が挙げられる。これらの群より選
ばれた１種または２種以上のものが使用される。

ｄ）無機質充填剤としては、溶融シリカ、結晶性シリカ
、酸化マグネシウム、アルミナ、炭酸カルシウム等が挙
げられる。

無機質充填剤の添加量は全組成物に対して６０〜８５重
量％が望ましく、８５重量％以上になると組成物の流動
性が低く、成形性が悪くなる。また６０重量％以下では
線膨張率が大きくなるなどの問題が生じる。したがって
、無機質充填剤の種類により異なるが、６０〜８５重量
％の範囲で適宜配合される。

ｅ）末端に官能基を有するポリイソプレンの水添物また
は、末端に官能基を有するイソプレン／スチレン共重合
体の水添物としては、耐熱性を得るためにヨウ素価は１
２０以下であることが好ましく、更に好ましくは８０以
下である。

また、ゴム粒子を微細粒子状に均一にエポキシ樹脂マト
リックス中に分散させるために分子量は１，０００〜５
０．０００、好ましくは１．５００〜１０，０００であ
る。スチレン含量は、エポキシ樹脂マトリックス中に粒
子として分散したときにこの粒子がゴム弾性を失なわな
い範囲である必要があり、３０モル％以下、好ましくは
２５モル％以下である。更には、末端に有する官能基は
カルボキシル基、エポキシ基、水酸基。

アミノ基、チオール基およびビニル基等であることが好
ましい。

末端に官能基を有するポリイソプレンの水添物または、
末端に官能基を有するイソプレン／スチレン共重合体の
水添物の添加方法としては、特に制限はないが、エポキ
シ樹脂および／または、エポキシ樹脂の硬化剤に適量を
加え、溶融混合物とする方法、官能基がカルボキシル基
、アミノ基の場合は、エポキシ樹脂に添加し、反応物と
する方法、官能基がエポキシ基の場合は、エポキシ樹脂
の硬化剤に添加し、反応物とする方法、または、すべて
の配合成分を同時に混合する方法等が挙げられる。

また上記重合体の添加量は、（全エポキシ樹脂＋エポキ
シ樹脂の硬化剤）１００重量部に対して３〜５０重量部
、好ましくは５〜４０重量部であ″る。すなわち３１ｉ
量部以下では応力の低下が少なく、５０重量部以上では
流動性が低下したり、成形体の機械的強度が低下する等
の弊害がある。

本発明においてはｔａ）〜ｅ）のほかに、必要に応じて
天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸およびその金
属塩などの離型剤、シラン系カップリング剤やチタン系
カップリング剤などのカップリング剤、カーボンのよう
な着色剤、さらに臭素化フェノールノボ′ラック型エポ
キシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂など
の難燃剤、三酸化アンチモン、五酸化アンチモンなどの
難燃助剤を添加することもできる。

また本発明においては、成分ａ）〜ｅ）およびその他の
成分を配合し、ヘンシェルミキサーなどで混合して、ロ
ール、ニーダ−等により７０〜１１０℃で混練すること
により、目的とする優れた特性の成形材料を得ることが
できる。

［発明の効果］ 本発明のエポキシ樹脂組成物は、優れた低応力性を示し
、かつガラス転移温度を低下させることなく、また耐熱
性″にも優れており、半導体装置やその他の電子回路部
品の封止用樹脂として良好に使用される。

［発明の実施例］ 以下に実施例および比較例に使用する材料を、また配合
量（重量部）を第１表に示す。

（１）エポキシ樹脂 （Ｉ）オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エ
ポキシ当量１９７．軟化点７３℃）（■）臭素化フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２７５．
軟化点８４℃）（２）エポキシ樹脂の硬化剤 フェノールノボラック樹脂（水酸基当量１０８、軟化点
９６℃） （３）低応力化剤 （Ｉ）両末端カルボキシル基イソプレン−スチレン共重
合体水添物（以下ＨＣＴＩＳと略記する）（カルボキシ
ル基当量２４００、スチレン含量１７．０モル％、分子
量５１００．粘度２．２００Ｆ、ヨウ素価３２） （ＩＩ　）両末端カルボキシル基ブタジェン−アクリロ
ニトリル（以下ＣＴＢＮと略記する）（カルボキシル基
当量１９００．アクリロニトリル含量１７．０モル％、
分子量３９９０、粘度１０５０Ｆ） （４）硬化促進剤 トリフェニルホスフィン （５）充填剤 溶融シリカ （８）ＩＩ型剤 カルナバワックス （７）カップリング剤 γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン（８）難
燃助剤 三酸化アンチモン （９）　、ｉｉ−色剤 カーボンブラック ［ＨＣＴｒＳ変性エポキシ樹脂の合成］攪拌機付きの４
つロフラスコに、第１表に示した所定量のＨＣＴＩＳと
エポキシ樹脂およびトリフェニルホスフィンを加え、窒
素気流中１４０℃で攪拌しながら３時間反応させて、Ｈ
ＣＴＩＳ変性エポキシ樹脂を得た。

［ＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂の合成］ 上記と同様の操作で、トリフェニルホスフィンを硬化促
進剤として、ＣＴＢＮとエポキシ樹脂を反応させ、ＣＴ
ＢＮ変性エポキシ樹脂を得た。

第１表 実施例１．２および比較例１．２ 第２表に示す材料を混合し、加熱ロールにより混線、冷
却後粉砕してエポキシ樹脂成形材料を調整した。これら
の成形材料を、１７５℃×３分の成形条件で試験片を作
成し、１７５℃×６時間後硬化をした後、諸物件を評価
した。この結果を第３表に示した。

（以下余白） −　第２表 ｗＩＪ３表 ※ＩＪＩＳ　　Ｋ６９１１にて測定した。

※２　ＴＭＡ法蜆碇した。

※３内部応力の目安として示した。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ａ）多官能エポキシ樹脂 ｂ）エポキシ樹脂の硬化剤 ｃ）硬化促進剤 ｄ）無機質充填剤 ｅ）末端に官能基を有するポリイソプレンの水添物また
   は、末端に官能基を有するイソプレン／スチレン共重合
   体の水添物からなることを特徴とするエポキシ樹脂組成
   物。
2. （２）末端に官能基を有するポリイソプレンの水添物ま
   たは、末端に官能基を有するイソプレン／スチレン共重
   合体の水添物が、ヨウ素価が１２０以下、分子量が１，
   ０００〜５０，０００、スチレン含量が３０モル％以下
   である特許請求の範囲第１項記載のエポキシ樹脂組成物
   。
3. （３）末端に官能基を有するポリイソプレンの水添物ま
   たは、末端に官能基を有するイソプレン／スチレン共重
   合体の水添物が、末端にカルボキシル基、エポキシ基、
   水酸基、アミノ基、チオール基、およびビニル基のいず
   れかを有する特許請求の範囲第１項記載のエポキシ樹脂
   組成物。